Photosynthetische Sulfid-Oxydation Grüner Pflanzen

Summary

Hydrogen sulphide is an essential electron donor in the photosynthesis of sulphur bacteria. In addition, it has been known to be an inhibitor of photosynthesis in green plants. More specifically, it is assumed that sulphide interacts with the oxygen-evolving system. If the view is accepted that there is a more or less uniform concept of photosynthesis which is valid for all assimilating organisms, the role of sulphide as an inhibitor in green plant photosynthesis hardly seems to be acceptable.

Our experiments show that sulphide indeed depresses photosynthetic oxygen evolution. However, during the period of decreased oxygen liberation, sulphide at a concentration up to 10^-3 M is oxidized by the living cells. During the oxidation of sulphide, photosynthetic oxygen evolution simultaneously increases. Oxidation of sulphide proceeds only in the light and in the presence of CO₂. This new photosynthetic reaction has characteristics in common with CO₂ assimilation. The rate of the sulphide oxidation reaction is comparatively low: when there is normal activity, 10 to 15 molecules of O₂ are liberated while one molecule of S^-- is oxidized.

Organisms tested thus far were blue-green, green and red algae as well as the flowering plants Lemna and Spirodela. Each of these plants, when photosynthetically active, was capable of oxidizing sulphide photosynthetically, indicating that S^-- may also play the role of a (secondary) electron donor in the photosynthesis of green plants.

Zusammenfassung

• 1. Die Tatsache, daß Sulfid bei der Bakterien-Photosynthese einen essentiellen Elektronendonator darstellt, andererseits (wie seit über 40 Jahren bekannt) ein Photosynthesegift grüner Pflanzen sein soll, war neben Hinweisen und anderslautenden Vermutungen aus der Literatur Ausgangspunkt der Untersuchungen.

• 2. Es wird eine einfache und schnelle Methode zur quantitativen S^---Bestimmung beschrieben.

• 3. Die getesteten Objekte waren einzellige Blau-, Grün- und Rotalgen sowie die Blütenpflanzen Lemna und Spirodela. Alle geprüften photosynthetisch aktiven Organismen waren zu einer S^---Oxydation befähigt, die a) nur im Licht möglich ist; b) einen CO₂-Gehalt des Mediums voraussetzt; c) temperaturabhängig its; d) bei erhöhter Photosynthese gesteigert und bei verminderter Photosynthese herabgesetzt ist; e) einer offenbar jahresperiodischen Rhythmik unterliegt.

• 4. Es handelt sich um einen photosynthetischen Vorgang (“Photosynthetische Sulfidoxydation grüner Pflanzen”), wobei die S^---Oxydation relativ langsam abläuft. 10 bis 15 Moleküle O₂ werden entwickelt, während ein Molekül S^-- oxydiert wird.